Митоз, мейоз, размножение, оплодотворение

1.

Митоз
Мейоз
Размножение
Оплодотворение

2.

Размножение
Размножение — это способность
живых организмов воспроизводить
себе
подобных,
обеспечивая
непрерывность и преемственность
жизни в ряду поколений. В природе
существуют
две
формы
размножения
—
бесполое
и
половое. При половом размножении
участвуют два организма —
материнский
и
отцовский.
Человеку, как и большинству
живых
существ,
свойственно
половое размножение.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

Оплодотворение - слияние сперматозоида с яйцеклеткой
и образование зиготы
При внутреннем оплодотворении
сперматозоид сливается с яйцеклеткой в
женских половых путях, куда самец вводит
семенную жидкость со сперматозоидами.
При внешнем оплодотворении
сперматозоид сливается с яйцеклеткой вне
половых путей самки, например, у
двустворчатых моллюсков оплодотворение
происходит в мантийной полости самки.
Внешнее оплодотворение характерно для
рыб, земноводных, моллюсков. Внутреннее
- для пресмыкающихся, птиц и
млекопитающих.

13.

14.

С момента появления клетки и до ее смерти в
результате апоптоза (программируемой клеточной
гибели) непрерывно продолжается жизненный цикл
клетки.
Пресинтетический (постмитотический) период G1 2n2c
Интенсивно образуются рибосомы, синтезируется
АТФ и все виды РНК, ферменты, делятся
митохондрии,
клетка
растет.
Синтетический
период
S
2n4c
Длится 6-10 часов. Важнейшее событие этого
периода - удвоение ДНК, вследствие которого к
концу синтетического периода каждая хромосома
состоит из двух хроматид. Активно синтезируются
структурные
белки
ДНК
гистоны.
Постсинтетический (премитотический) период G2 2n4c
Короткий, длится 2-6 часов. Это время клетка
тратит на подготовку к последующему процессу делению клетки, синтезируются белки и АТФ,
удваиваются
центриоли.

15.

16.

Митоз является непрямым способом деления клетки,
наиболее
распространенным
среди
эукариотических
организмов. По продолжительности занимает около 1
часа. К митозу клетка готовится в период интерфазы
путем синтеза белков, АТФ и удвоения молекулы ДНК в
синтетическом периоде.
Митоз состоит из 4 фаз, которые мы далее детально
рассмотрим: профаза, метафаза, анафаза, телофаза.
Напомню, что клетка вступает в митоз с уже
удвоенным (в синтетическом периоде) количеством ДНК.
Мы рассмотрим митоз на примере клетки с набором
хромосом и ДНК 2n4c.

17.

Профаза - 2n4c
• Бесформенный хроматин в
ядре начинает собираться в
четкие
оформленные
структуры - хромосомы происходит
это
за
счет
спирализации ДНК
• Оболочка ядра распадается,
хромосомы
оказываются
в
цитоплазме клетки
• Центриоли перемещаются к
полюсам клетки, образуются
центры веретена деления

18.

Метафаза - 2n4c
ДНК
максимально
спирализована
в
хромосомы,
которые
располагаются
на
экваторе клетки. Каждая
хромосома состоит из
двух
хроматид,
соединенных центромерой
(кинетохором).
Нити
веретена
деления
прикрепляются
к
центромерам хромосом

19.

Анафаза - 4n4c
Самая
короткая
фаза
митоза.
Хромосомы,
состоящие
из
двух
хроматид, распадаются на
отдельные
хроматиды.
Нити
веретена
деления
тянут
хроматиды
(синоним
дочерние
хромосомы)
к
полюсам
клетки.

20.

Телофаза - 2n2c
В этой фазе хроматиды (дочерние
хромосомы) достигают полюсов клетки.
• Начинается процесс деспирализации
ДНК, хромосомы исчезают и
становятся хроматином
• Появляется ядерная оболочка,
формируется ядро
• Разрушаются нити веретена деления
В телофазе происходит деление цитоплазмы
- цитокинез (цитотомия), в результате
которого образуются две дочерние клетки с
набором 2n2c. В клетках животных
цитокинез осуществляется стягиванием
цитоплазмы, в клетках растений формированием плотной клеточной стенки
(которая растет изнутри кнаружи).

21.

Образовавшиеся в
телофазе дочерние клетки
2n2c вступают в
постмитотический
период. Затем в
синтетический период, где
происходит удвоение ДНК,
после чего каждая
хромосома состоит из
двух хроматид - 2n4c.
Клетка с набором 2n4c и
попадает в профазу
митоза. Так замыкается
клеточный цикл.
Биологическое значение митоза
очень существенно:
•В результате митоза образуются
дочерние клетки - генетические
копии (клоны) материнской.
•Митоз является универсальным
способом бесполого размножения,
регенерации и протекает одинаково
у всех эукариот (ядерных
организмов).
•Универсальность митоза служит
очередным доказательством
единства всего органического мира.

22.

23.

Мейоз
Мейоз (от греч. μείωσις — уменьшение), или редукционное деление
клетки - способ деления клетки, при котором наследственный
материал в них (число хромосом) уменьшается вдвое. Мейоз
происходит в ходе образования половых клеток (гамет) у животных
и спор у растений.
В результате мейоза из диплоидных клеток (2n) получаются
гаплоидные (n). Мейоз состоит из двух последовательных делений,
между которыми практически отсутствует пауза. Удвоение ДНК
перед мейозом происходит в синтетическом периоде интерфазы
(как и при митозе).

24.

25.

Как уже было сказано, мейоз состоит из двух делений:
мейоза I (редукционного) и мейоза II (эквационного).
Первое деление называют редукционным (лат. reductio уменьшение), так как к его окончанию число хромосом
уменьшается вдвое. Второе деление - эквационное (лат.
aequatio — уравнивание) очень похоже на митоз.
Приступим к изучению первого деления мейоза. За основу
возьмем клетку с двумя хромосомами и удвоенным (в
синтетическом периоде интерфазы) количеством ДНК
- 2n4c.

26.

Профаза мейоза I
Помимо
типичных
для
профазы
процессов
(спирализация
ДНК
в
хромосомы,
разрушение
ядерной оболочки, движение
центриолей
к
полюсам
клетки) в профазе мейоза I
происходят два важнейших
процесса:
конъюгация
и
кроссинговер.

27.

После конъюгации становится
возможен следующий процесс кроссинговер (от англ. crossing
over — пересечение), в ходе
которого происходит обмен
участками
между
гомологичными хромосомами.
Кроссинговер
является
важнейшим процессом, в ходе
которого
возникают
рекомбинации
генов,
что
создает уникальный материал
для эволюции, последующего
естественного
отбора.
Кроссинговер
приводит
к
генетическому
разнообразию
потомства.

28.

Метафаза мейоза I
Биваленты (комплексы из
двух хромосом)
выстраиваются по экватору
клетки. Формируется
веретено деления, нити
которого крепятся к
центромере (кинетохору)
каждой хромосомы,
составляющей бивалент.

29.

Анафаза мейоза I
Нити
веретена
деления
сокращаются,
вследствие
чего биваленты распадаются
на
отдельные
хромосомы,
которые и притягиваются к
полюсам
клетки.
В
результате
у
каждого
полюса
формируется
гаплоидный
набор
будущей
клетки - n2c, за счет чего
мейоз
I
и
называется
редукционным делением.

30.

Телофаза мейоза I
Происходит цитокинез деление цитоплазмы.
Формируются две клетки с
гаплоидным набором
хромосом. Очень короткая
интерфаза после мейоза I
сменяется новым делением мейозом II.

31.

Мейоз II
Мейоз II весьма напоминает митоз по
всем фазам, поэтому если вы что-то
подзабыли: поищите в теме про митоз.
Главное отличие мейоза II от мейоза I в
том, что в анафазе мейоза II к полюсам
клетки расходятся не хромосомы, а
хроматиды (дочерние хромосомы).
В результате мейоза I и мейоза II мы
получили из диплоидной клетки 2n4c
гаплоидную клетку - nc. В этом и
состоит сущность мейоза образование гаплоидных (половых)
клеток. Вспомнить набор хромосом и
ДНК в различных фазах мейоза нам еще
предстоит, когда будем изучать
гаметогенез, в результате которого
образуются сперматозоиды и
яйцеклетки - половые клетки (гаметы).

32.

Итак, самое время обсудить
биологическое значение мейоза:
•Поддерживает постоянное число
хромосом во всех поколениях,
предотвращает удвоение числа
хромосом
•Благодаря
кроссинговеру
возникают
новые
комбинации
генов,
обеспечивается
генетическое
разнообразие
состава гамет
•Потомство
с
новыми
признаками - материал для
эволюции,
который
проходит
естественный отбор

33.

Амитоз
Амитоз (от греч. ἀ - частица отрицания
и μίτος - нить)
Способ прямого деления клетки, при
котором
не
происходит
образования
веретена
деления
и
равномерного
распределения хромосом. Клетки делятся
напрямую
путем
перетяжки,
наследственный материал распределяется
"как кому повезет" - случайным образом.
Амитоз встречается в
раковых (опухолевых)
клетках, воспалительно
измененных, в старых
клетках.

34.

Гаметогенез
–это процесс созревания
половых клеток, или гамет
Сперматогенез –
процесс
образования
сперматозоидов
Овогенез процесс
образования
яйцеклеток
34

35.

Гаметогенез

36.

сперматогенез
Сперматогенезом называют
процесс формирования мужских
гамет (половых клеток) сперматозоидов. Он начинается в
период полового созревания (под
влиянием мужских половых
гормонов) и длится практически
до конца жизни. Сперматогенез
складывается из четырех фаз
(периодов):
Фаза размножения
Фаза роста
Фаза созревания
Формирования

37.

Строение сперматозоида

38.

Виды сперматозоидов
1 – кролика,
2 – крысы,
3 – морской
свинки,
4 – человека,
5 – рака,
6 – паука,
7 – жука,
8 – хвоща,
9 – мха,
1О – папоротника.
38

39.

Овогенез, или оогенез
Оогенезом называют процесс
формирования женских гамет
(половых клеток) - яйцеклеток. Он
активируется в женском организме в
период полового созревания (под
действием женских половых гормонов)
и длится до менопаузы (45-55 лет).
Оогенез протекает по очень похожей
со сперматогенезом схеме, однако вы
увидите некоторые отличия.
Например, фаза формирования,
характерная для сперматогенеза,
здесь отсутствует, поэтому
овогенез складывается из трех фаз:
•Фаза размножения
•Фаза роста
•Фаза созревания
Строго говоря, при овуляции из яичников выходит не
"яйцеклетка", а ооцит II порядка, который ждет
встречи со сперматозоидом для продолжения деления и
развития будущего зародыша. Если такого
взаимодействия не происходит, то яйцеклетка
подвергается дегенерации.

40.

Строение яйцеклетки
1 – ядро
2 – желточные зерна
40

41.

Виды яйцеклеток
1
6
4
2
5
3
1 – лосось, 2 – осетр, 3 – лягушка, 4 – крокодил,
5 – птицы, 6 - человек
41